KR100636267B1 - Method for managing gtp tunnel in umts network - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이동통신 시스템에서의 GTP 터널 관리 방법에 관한 것으로, GTP 터널을 이용하여 이동국에 패킷 데이터 통신을 제공하는 이동통신 시스템에서 하나의 이동국에 대한 복수의 서비스를 하나의 GTP 터널을 통하여 제공할 수 있도록 함으로써 이동국이 원하는 모든 서비스를 제공할 수 있도록 하는 GTP 터널 관리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a GTP tunnel management method in a mobile communication system, and provides a plurality of services for one mobile station through one GTP tunnel in a mobile communication system that provides packet data communication to a mobile station using a GTP tunnel. The present invention relates to a GTP tunnel management method that enables a mobile station to provide all desired services.
GTP(GPRS Tunneling Protocol) 터널, SGSN(Serving GPRS Service Node), GGSN(Gateway GSN), PDP(Packet Data Protocol) context, TEID(Tunneling Endpoint IDentifier)GPRS Tunneling Protocol (GTP) tunnels, Serving GPRS Service Node (SGSN), Gateway GSN (GGSN), Packet Data Protocol (PDP) context, Tunneling Endpoint IDentifier (TEID)
Description
도 1은 일반적인 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System) 네트워크 구조를 개략적으로 도시한 도면.1 is a diagram schematically illustrating a general UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) network structure.
도 2는 프라이머리 PDP(Packet Data Protocol) 컨텍스트 활성화에 따른 GTP(GPRS Tunneling Protocol) 터널 생성 과정을 도시한 신호 흐름도.2 is a signal flow diagram illustrating a GPRS Tunneling Protocol (GTP) tunnel generation process according to activation of a primary PDP (Packet Data Protocol) context.
도 3은 도 2에 도시된 프라이머리 PDP 컨텍스트 활성화에 따라 생성된 GTP 터널을 통한 데이터 트래픽 전송을 도시하는 도면.3 is a diagram illustrating the transmission of data traffic over a GTP tunnel created upon activation of the primary PDP context shown in FIG.
도 4는 세컨더리 PDP 컨텍스트 활성화에 따른 GTP 터널 생성 과정을 도시한 신호 흐름도.4 is a signal flow diagram illustrating a GTP tunnel generation process according to activation of a secondary PDP context.
도 5는 종래기술에 따른 도면으로, UTMS 네트워크에서 프라이머리 및 세컨더리 PDP 컨텍스트 활성화에 따라 생성된 GTP 터널들을 통한 데이터 트래픽을 도시하는 도면.5 is a diagram according to the prior art, illustrating data traffic over GTP tunnels generated upon activation of a primary and secondary PDP context in a UTMS network.
도 6은 본 발명에 따른 도면으로, GGSN(Gateway GPRS Serving Node)에서 프라이머리 및 세컨더리 PDP 컨텍스트에 따른 다운스트림 패킷을 도시하는 도면.FIG. 6 is a diagram in accordance with the present invention, illustrating downstream packets according to primary and secondary PDP contexts in a Gateway GPRS Serving Node (GGSN). FIG.
도 7은 본 발명에 따른 도면으로, GGSN에서 프라이머리 및 세컨더리 PDP 컨 텍스트에 따른 업스트림 패킷을 도시하는 도면.7 illustrates an upstream packet according to a primary and secondary PDP context in GGSN, in accordance with the present invention;
본 발명은 UMTS 망에서의 패킷 데이터 통신을 위한 GTP 터널에 관한 것으로, PDP 컨텍스트를 사용한 GTP 터널의 관리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a GTP tunnel for packet data communication in a UMTS network, and to a method for managing a GTP tunnel using a PDP context.
현재 3GPP 조직에서 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System) 네트워크를 이용한 패킷 데이터 통신을 위해 사용하는 네트워크 요소(network element)들을 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring now to the drawings, network elements used for packet data communication using a Universal Mobile Telecommunication System (UMTS) network in a 3GPP organization will be described below.
도 1은 일반적인 UTMS 네트워크 구조를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a general UTMS network structure.
도 1에 도시된 바와 같이, UMTS 네트워크는 PS Mobile Station(100), Node B(110), RNC(120), HLR(130), SGSN(140) 및 GGSN(160)으로 이루어진다. 이와 같은 네트워크 요소들로 구성되는 UMTS 네트워크는 외부 네트워크(예를 들면, 인터넷)를 통하여 인터넷 서버(180) 등과 같은 외부 네트워크 장치와 연결될 수 있다.As shown in FIG. 1, the UMTS network consists of a PS Mobile
도 1에 도시된 이동국(Mobile Statin; MS, 이하 "이동국"이라 칭한다)(100)은 기지국(110)을 통해 UMTS 네트워크에 연결되어 호(call) 처리를 수행한다. 도 1에서는 이동국(100)을 통한 패킷 데이터 통신의 측면을 강조하여 PS(Packet Switched) Mobile이라 표현하였으나, 일반적으로 UMTS에서의 이동국(100)은 서킷 데이터 통신 및 패킷 데이터 통신을 모두 지원할 수 있다. 기지국(Node B, 이하 " 기지국"이라 칭한다)(110)은 송수신 안테나를 통하여 이동국(100)과 정보를 교환한다. 무선 제어국(Radio Network Controller, 이하 "RNC"라 칭한다)(120)은 이동국(100)과의 무선(Radio) 구간 정합 및 SGSN(140)과의 정합을 수행한다. Node B(120) 및 RNC(120)를 UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network)이라 칭하기도 한다.The mobile station (MS) (hereinafter referred to as "mobile station") 100 shown in FIG. 1 is connected to a UMTS network through a
HLR(Home Location Register, 이하 "HLR"이라 칭한다)(130)은 이동국(100)의 관리를 담당하는 기능단위로써, 가입자 정보 및 이동국(100) 정보가 저장되어 있다. SGSN(Serving GPRS Support Node, 이하 "SGSN"이라 칭한다)(140)는 이동국(100)의 위치이동을 관리한다. GGSN(Gateway GPRS Support Node, 이하 "GGSN"이라 칭한다)(160)은 이동국(100)이 요청한 PDP(Packet Data Protocol) Address를 관리한다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 네트워크 요소들을 연결하기 위해 라우터(R)(150)(170)들이 사용될 수도 있다.The HLR (hereinafter referred to as "HLR") 130 is a functional unit that manages the
한편, UMTS 네트워크에서 패킷 데이터를 전송하기 위해서는 패킷 데이터를 전송하기 위한 GTP(GPRS Tunneling Protocol) 터널을 생성해야만 한다. GTP 터널 생성을 위한 PDP 컨텍스트(context) 활성화(activation) 과정이 도 2에 도시되어 있다.Meanwhile, in order to transmit packet data in a UMTS network, a GPRS tunneling protocol (GTP) tunnel for transmitting packet data must be created. A PDP context activation process for creating a GTP tunnel is shown in FIG. 2.
도 2는 프라이머리 PDP(Packet Data Protocol) 컨텍스트 활성화에 따른 GTP(GPRS Tunneling Protocol) 터널 생성 과정을 도시한 신호 흐름도이다.FIG. 2 is a signal flow diagram illustrating a GPRS Tunneling Protocol (GTP) tunnel generation process according to activation of a primary PDP context.
도 2에 도시된 과정에 의해 도 3에 도시된 바와 같이 RNC(120)와 SGSN(140) 및 SGSN(140)과 GGSN(160)간에 GTP 터널이 생성되게 된다.As shown in FIG. 3, the GTP tunnel is generated between the
도 3은 UMTS 네트워크에서 PDP 컨텍스트 활성화에 따라 생성된 GTP 터널을 통한 데이터 트래픽을 도시하는 도면이다.3 is a diagram illustrating data traffic through a GTP tunnel generated according to activation of a PDP context in a UMTS network.
도 3과 같이 GTP 터널이 생성되면, 생성된 GTP 터널을 통해 어플리케이션 데이터 트래픽이 전송된다. When the GTP tunnel is generated as shown in FIG. 3, application data traffic is transmitted through the generated GTP tunnel.
한편, PDP 컨텍스트는 프라이머리 PDP 컨텍스트와 세컨더리 PDP 컨텍스트가 존재할 수 있다. 세컨더리 PDP 컨텍스트는 프라이머리 PDP 컨텍스트의 정보를 그대로 재사용한다. 즉, 프라이머리 PDP 컨텍스트와 세컨더리 PDP 컨텍스트는 사용하는 정보는 동일하고, 다만 실제 패킷 데이터가 전송되는 GTP 터널이 상이하다. 프라이머리 PDP 컨텍스트와 세컨더리 PDP 컨텍스트는 TFT(Traffic Flow Template)을 사용하여 구분될 수 있다. UMTS 네트워크에서는 이동국(100)의 다양한 서비스를 위해 프라이머리 PDP 컨텍스트 외에 세컨더리 PDP 컨텍스트를 사용한 패킷 데이터 통신을 제공하고 있다. 예를 들면, 이동국(100)은 e-mail을 수신하기 위하여 프라이머리 PDP 컨텍스트를 사용하고, VOD(Video On Demand)를 수신하기 위해 세컨더리 PDP 컨텍스트를 사용할 수 있다.Meanwhile, in the PDP context, there may be a primary PDP context and a secondary PDP context. The secondary PDP context reuses the information of the primary PDP context. That is, the information used by the primary PDP context and the secondary PDP context are the same, except that the GTP tunnel through which the actual packet data is transmitted is different. The primary PDP context and the secondary PDP context can be distinguished using a traffic flow template (TFT). The UMTS network provides packet data communication using a secondary PDP context in addition to the primary PDP context for various services of the
도 4는 세컨더리 PDP 컨텍스트 활성화에 따른 GTP 터널 생성 과정을 도시한 신호 흐름도이고, 도 5는 UTMS 네트워크에서 프라이머리 및 세컨더리 PDP 컨텍스트 활성화에 따라 생성된 GTP 터널을 통한 어플리케이션 데이터 트래픽을 도시하는 도면이다.4 is a signal flow diagram illustrating a GTP tunnel generation process according to activation of a secondary PDP context, and FIG. 5 is a diagram illustrating application data traffic through a GTP tunnel generated according to activation of a primary and secondary PDP context in a UTMS network.
도 5를 참조하여 앞서 예로 든 세컨더리 PDP 컨텍스트의 사용 예를 다시 설명하기로 하자. 이동국(100)은 501과 같이 서버 A(180-A)로부터 프라이머리 PDP 컨텍스트에 따라 생성된 GTP 터널을 통하여 e-mail을 수신할 수 있고, 503과 같이 세컨더리 PDP 컨텍스트에 따라 생성된 GTP 터널을 통하여 서버 B(180-B)로부터 VOD를 수신할 수 있다.An example of using the secondary PDP context described above will be described with reference to FIG. 5. The
세컨더리 PDP 컨텍스트는 프라이머리 PDP 컨텍스트가 생성된 이후에 생성 가능하며, 하나만 생성되는 프라이머리 PDP 컨텍스트와는 달리 여러 개가 생성될 수 있다. 각각의 PDP 컨텍스트에 대해 하나씩의 GTP 터널이 생성된다. 즉, 하나의 이동국(100)에 대해 1개의 프라이머리 PDP 컨텍스트와 10개의 세컨드리 PDP 컨텍스트가 생성될 수 있다고 가정하면, RNC(120), SGSN(140) 및 GGSN(160)은 하나의 이동국(100)에 대해 최대 11개의 GTP 터널을 가지게 된다.Secondary PDP contexts can be created after the primary PDP context is created, and, unlike the primary PDP context in which only one is created, several can be created. One GTP tunnel is created for each PDP context. That is, assuming that one primary PDP context and ten second PDP contexts can be generated for one
한편, GGSN(160)은 모든 PDP 컨텍스트들, 즉 프라이머리 PDP 컨텍스트와 세컨더리 컨텍스트들을 모두 같은 사용자 트래픽 모듈(user traffic module)이 가지고 있어야 한다. 그 이유는 외부망으로부터 이동국(100)에 수신되는 모든 패킷(예를 들면, 도 1의 인터넷 서버로부터 수신되는 패킷)은 동일한 목적지 어드레스(destination address)를 사용하고 있어서, GGSN(160)이 수신되는 패킷들을 서로 다른 GTP 터널을 사용하여 SGSN(140)에게 전달하기 위해서는 하나의 이동국(100)에 대하여 생성된 모든 PDP 컨텍스트를 검색해야 하기 때문이다.Meanwhile, the GGSN 160 should have all the PDP contexts, that is, the primary PDP context and the secondary context, all in the same user traffic module. The reason for this is that all packets received from the external network to the mobile station 100 (for example, packets received from the Internet server of FIG. 1) use the same destination address, so that the GGSN 160 is received. This is because all PDP contexts generated for one
그런데, 하나의 사용자 트래픽 모듈이 가질 수 있는 PDP 컨텍스트에는 한계가 있으므로, 생성할 수 있는 GTP 터널의 수 역시 한계를 가진다. 즉, 종래에는 요구되는 수만큼의 GTP 터널을 생성하지 못함으로써 이동국(100)이 요청하는 모든 서비스들을 제공할 수 없다는 문제가 발생할 수 있다. 그러므로, 이동국(100)이 요청하는 모든 서비스를 제공할 수 있도록 GTP 터널을 생성하고 이를 통해 어플리케이션 데이터를 전송할 수 있도록 하는 GTP 터널 관리 방법이 요구된다.However, since there is a limit to the PDP context that a user traffic module can have, the number of GTP tunnels that can be created also has a limit. That is, conventionally, a problem may occur that the
따라서, 본 발명의 목적은 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)에서 이동국이 요청하는 모든 패킷 데이터 통신을 제공할 수 있도록 GTP(GPRS Tunneling Protocol) 터널을 생성하는 GTP 터널 관리 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a GTP tunnel management method for generating a GTP tunnel, which can provide all packet data communication requested by a mobile station in a universal mobile telecommunication system (UMTS).
본 발명의 다른 목적은, UTMS에서 이동국이 요청하는 모든 패킷 데이터 통신을 제공할 수 있는, GTP 터널을 통한 어플리케이션 데이터 전송 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a method for transmitting application data through a GTP tunnel, which can provide all packet data communication requested by a mobile station in a UTMS.
이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, UMTS에서 패킷 데이터를 전송하기 위한 GTP 터널을 생성 방법에 있어서, GGSN(Gateway GPRS Service Node)가 SGSN(Serving GSN)으로부터 PDP(Packet Data Protocol) 컨텍스트 생성 요청 메시지를 수신하는 제 1과정과, 상기 수신한 메시지가 프라이머리 PDP 컨텍스트 생성 요청 메시지인지 판단하는 제 2과정과, 상기 메시지가 프라이머리 PDP 컨텍스트 생성 요청 메시지이면 새로운 TEID(Tunnel Endpoint IDentifier)를 할당하고, 할당한 TEID를 PDP 컨텍스트 생성 응답 메시지에 포함하여 상기 SGSN에 송신하는 제 3과정과, 상기 제 2과정의 판단 결과, 상기 메시지가 프라이머리 PDP 컨텍스트 생성 요청 메시지가 아닌 세컨더리 PDP 컨텍스트 생성 요청 메시지이면 상기 제 3 과정에서 할당한 TEID를 PDP 컨텍스트 생성 응답 메시지에 포함하여 상기 SGSN에 송신하는 제 4과정을 포함함을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for generating a GTP tunnel for transmitting packet data in UMTS, wherein a Gateway GPRS Service Node (GGSN) is a Packet Data Protocol (PDP) context from a Serving GSN (SGSN). A first step of receiving a creation request message; a second step of determining whether the received message is a primary PDP context creation request message; and a new Tunnel Endpoint IDentifier (TEID) if the message is a primary PDP context creation request message. A third step of allocating and transmitting the assigned TEID to the SGSN by including the allocated TEID in the PDP context creation response message; and as a result of the determination of the second step, the second PDP context creation request is not the primary PDP context creation request message. Message, the TEID allocated in the third process is included in the PDP context creation response message. And a fourth process of transmitting to the SGSN.
본 발명의 다른 방법은, UMTS에서 GTP 터널을 통하여 패킷 데이터를 전송하는 방법에 있어서, GGSN이 SGSN으로부터 패킷 데이터를 수신하는 제 1과정과, 상기 GGSN이 프라이머리 PDP 컨텍스트로부터 상기 수신한 패킷 데이터에 적용할 QoS를 찾는 제 2과정과, 상기 QoS에 의해 상기 패킷 데이터를 외부 네트워크에 전송하는 제 3과정을 포함함을 특징으로 한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for transmitting packet data through a GTP tunnel in UMTS, comprising: a first process in which a GGSN receives packet data from an SGSN, and the GGSN in response to the received packet data from a primary PDP context; And a second step of finding a QoS to apply and a third step of transmitting the packet data to an external network by the QoS.
이하 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
본 발명은 GTP 터널을 생성하기 위한 PDP 컨텍스트 활성화 과정에서 하나의 이동국으로부터 요청되는 프라이머리 PDP 컨텍스트 및 모든 세컨더리 PDP 컨텍스트들에 대하여 동일한 TEID(Tunnel Endpoint IDentifier)들을 할당함을 특징으로 한다.The present invention is characterized in that the same Tunnel Endpoint IDentifiers (TEIDs) are allocated to primary PDP contexts and all secondary PDP contexts requested from one mobile station in a process of activating a PDP context for creating a GTP tunnel.
본 발명에 따른 PDP 컨텍스트는 이동국이 요청하는 모든 패킷 데이터 통신에 대한 QoS(Quality of Service) 정보 및 TFT(Traffic Flow Template) 정보를 포함하고 있어야 한다.The PDP context according to the present invention should include quality of service (QoS) information and traffic flow template (TFT) information for all packet data communication requested by the mobile station.
이하 기술하는 실시예들은 도 1에 도시된 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System) 네트워크에서 수행될 수 있다. 도 1에 도시된, UMTS 네트워크를 구성하는 네트워크 요소들에 대한 설명은 앞서 기술한 내용을 참조하도록 한다.Embodiments described below may be performed in a universal mobile telecommunication system (UMTS) network illustrated in FIG. 1. For description of the network elements constituting the UMTS network illustrated in FIG. 1, refer to the above description.
도 1에 도시된 UMTS 네트워크에서 PDP 컨텍스트 활성화를 통해 GTP 터널을 생성하는 과정을 하기의 도 2를 참조하여 설명하도록 한다.A process of creating a GTP tunnel through PDP context activation in the UMTS network shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. 2 below.
도 2는 프라이머리 PDP 컨텍스트 활성화에 따른 GTP 터널의 생성 과정을 도시한 신호 흐름도이다.2 is a signal flow diagram illustrating a generation process of a GTP tunnel according to activation of a primary PDP context.
SGSN(140)에 위치등록(attach)을 한 이동국(100)이 도 2의 201단계와 같이, 프라이머리 PDP 컨텍스트 활성화 요청(activate PDP context request) 메시지를 SGSN(140)에 송신하면 패킷 데이터 통신을 위한 호 절차가 시작된다. 이때 이동국(100)과 RNC(120) 사이에는 최소한으로 필요한 air channel만 확보된다. 프라이머리 PDP 컨텍스트 활성화 요청 메시지에 포함되는 파라미터(parameter)들로는 네트워크 계층 서비스 접속 포인트 식별자(NSAPI: Network layer Service Access Point Identifier, 이하 'NSAPI'라 칭하기로 한다), TI(Transaction Identifier, 이하 "TI"라 칭한다), PDP 타입(type), PDP 어드레스(address), APN(Access Point Name), QoS(Quality of Service)등이 있다.When the
여기서, NSAPI는 이동국(100)에서 생성되는 정보로서 그 값은 PDP 어드레스 및 PDP 컨텍스트 ID(PDP Context Identifier)와 일대일 대응된다. PDP 어드레스는 UMTS 패킷 도메인에서 사용되는 이동국(100)의 IP 어드레스를 나타내며, PDP 컨텍 스트 정보들을 구성하는 정보이다. 여기서, PDP 컨텍스트는 GTP 터널의 각종 정보들을 저장하고 있다. PDP 컨텍스트는 PDP 컨텍스트 ID로 관리될 수 있다. TI는 이동국(100)과, UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network) 및 SGSN(140)에서 사용되며, GTP 터널들 각각을 구분하기 위해서 GTP 터널들 각각에 고유한 값으로 지정된다. TI와 NSAPI는 유사한 개념으로 사용되나, TI는 이동국(100)과, UTRAN 및 SGSN(140)에서 사용되며, NSAPI가 이동국(100)과, SGSN(140) 및 GGSN(160)에서 사용된다는 차이점이 있다. PDP 타입은 현재 PDP 컨텍스트 활성화 요청 메시지를 통해 생성하고자 하는 GTP 터널의 종류, 즉 타입을 나타낸다. 여기서, GTP 터널의 종류는 인터넷 프로토콜(IP: Internet Protocol), PPP(Point to Point Protocol)과, 모바일 IP(Mobile IP)등이 존재한다.Here, NSAPI is information generated by the
APN은 GTP 터널을 생성 요청하는 이동국(100)이 현재 접속하고자하는 서비스 네트워크의 접속 포인트를 나타낸다. QoS는 현재 생성되는 GTP 터널을 통해 전송되는 패킷 데이터의 품질을 나타낸다.The APN indicates an access point of a service network to which the
한편, SGSN(140)는 제 203단계에서 RNC(120)로 무선 접속 베어러 셋업(Radio Access Baerer Setup) 메시지를 전송하여 RNC(120)와 무선 접속 베어러를 설정한다. 또한 RNC(120)는 이동국(100)으로 무선 접속 베어러 셋업 메시지를 전송하여 이동국(100)과 무선 접속 베어러를 설정한다. 이렇게, SGSN(140)과 RNC(120)간에, 또 RNC(120)와 이동국(100)간에 무선 접속 베어러가 설정됨에 따라 무선을 통한 패킷 데이터 전송에 필요한 리소스가 할당된다.Meanwhile, in
제 205단계에서 SGSN(140)은 RNC(120)에 Invoke Trace 메시지를 송신한다. Invoke Trace 메시지는 추적 기능을 위해 사용되는데, 추적 기능은 데이터의 흐름을 추적하기 위한 용도로서 사용된다.In
다음으로 SGSN(140)은 이동국(100)으로부터 수신한 PDP 컨텍스트 활성화 요청 메시지에 포함된 APN을 사용하여 해당 GGSN 어드레스(address)를 얻는다. 이때 필요시 외부 DNS(Domain Name Server, 이하 "DNS"라 칭한다)에게 문의할 수 있다. SGSN(140)은 먼저 GTP 터널을 위한 QoS를 확인하여 리소스(resource)를 확보하고 TEID(Tunnel Endpoint IDentifier, 이하 "TEID"라 칭한다)를 할당한다. 그리고 GGSN 어드레스에 대해 라우팅 테이블(routing table)을 검색하여 코스트(cost)가 가장 적은 자신의 Gn 포트 어드레스를 구한다. 또한 SGSN(140)은 RNC(120)로부터 전달된 RNC-ID를 사용하여 Iu 포트 어드레스를 구한다. 제 207단계에서 SGSN(140)은, 이와 같이 구해진 Gn 포트 어드레스와 TEID를 포함하는 PDP 컨텍스트 생성 요청(create PDP context request) 메시지를 GGSN(160)에 전송한다. Next, the
여기서, TEID는 GTP 터널을 사용하는 네트워크 노드들간에 패킷 데이터를 전송하기 위해 설정되는 것이다. 즉, SGSN(140)은 GGSN(160)의 TEID를 기억하고 있으며, GGSN(160)은 SGSN(140)의 TEID를 기억하고 있다. 그래서, PDP 컨텍스트 생성 요청 메시지에는 GGSN(160)이 SGSN(140)에 패킷 데이터를 전송할 때 사용하여야 할 TEID가 포함되어 있다. 이하 이 TEID를 "TEID 1"이라 칭하기로 한다.Here, the TEID is set for transmitting packet data between network nodes using a GTP tunnel. That is, the
한편, SGSN(140)으로부터 PDP 컨텍스트 생성 요청 메시지를 수신한 GGSN(160)은 수신한 PDP 컨텍스트 생성 요청 메시지에 대한 PDP 컨텍스트 생성이 정상적으로 완료되면, 제 209단계에서 SGSN(140)으로 PDP 생성 응답(Create PDP Context Response) 메시지를 전송한다. PDP 생성 응답 메시지에는 SGSN(140)이 GGSN(160)에 패킷 데이터를 전송할 때 사용하여야 할 TEID가 포함되어 있다. 이하 이 TEID를 "TEID 2"라 칭하기로 한다.On the other hand, when the PDP context creation request message from the
SGSN(140)은 GGSN(160)으로부터 정상적인 PDP 생성 응답 메시지를 수신하면, 제 211단계에서 RNC(120)와의 터널을 생성하기 위해 RAB(Radio Access Bearer) 요청 메시지를 RNC(120)에 전송한다. 이 메시지에는 Iu 포트 어드레스와 SGSN(120)이 할당한, RNC(120)가 SGSN(140)에 패킷 데이터를 전송할 때 사용하여야 할 TEID가 포함된다.When the
RNC(120)는 SGSN(140)이 요청한 QoS에 맞게 air channel을 확보하고, 자신이 할당한 TEID와 IP 어드레스를 포함하는 RAB 응답 메시지를 제 213단계에서 SGSN(140)에 전송한다.The
마지막으로 SGSN(140)은 제 215단계에서 이동국(100)에 PDP 활성화 허용(Activate PDP Context Accept) 메시지를 전송한다. 이동국(100)이 상기 PDP 활성화 허용 메시지를 수신함에 따라 이동국(100)과 RNC(120) 사이에 무선 채널이 생성되며, 이로써 RNC(120), SGSN(140) 및 GGSN(160) 사이에 GTP 터널이 생성 완료된다. 즉, 이동국(100)은 자신의 PDP 어드레스로 전달되는 모든 패킷 데이터들을 송수신할 수 있게 된다. 이때부터 이동국(100)은 외부 네트워크 장치와 통신이 가능하게 된다. 패킷 데이터 통신에 있어서 실제 트래픽은 이상과 같은 호 절차에 의해 생성된 GTP 터널에 캡슐화(encapsulated)되어 전송된다.Finally, in
이상으로 프라이머리 PDP 컨텍스트 활성화 과정을 설명하였다. 다음으로 세 컨더리 PDP 컨텍스트 활성화에 따른 GTP 터널의 생성 과정을 하기의 도 4를 참조하여 설명한다. 본 발명은 세컨더리 PDP 컨텍스트 활성화에 따른 GTP 터널 생성 시의 TEID2 할당 과정에서 특히 종래기술과 차별된다.The process of activating the primary PDP context has been described above. Next, a process of generating a GTP tunnel according to activation of the three secondary PDP contexts will be described with reference to FIG. 4. The present invention is particularly differentiated from the prior art in the process of assigning TEID2 at the time of GTP tunnel creation according to activation of the secondary PDP context.
도 4는 세컨더리 PDP 컨텍스트 활성화에 따른 GTP 터널 생성 과정을 도시한 신호 흐름도이다.4 is a signal flow diagram illustrating a GTP tunnel generation process according to activation of a secondary PDP context.
도 4에 도시된, 세컨더리 PDP 컨텍스트 활성화 과정은 이미 활성화되어 있는 프라이머리 PDP 컨텍스트로 인한 GTP 터널 정보를 그대로 재사용하여 세컨더리 PDP 컨텍스트 활성화를 위한 GTP 터널을 생성하는 과정이다. 이때 본 발명에서는 프라이머리 PDP 컨텍스트 활성화에 따라 이미 설정되어 있는 GTP 터널을 사용하여 세컨더리 PDP 컨텍스트를 활성화한다. 이를 위해 본 발명에서는 세컨더리 PDP 컨텍스트에 대하여 프라이머리 PDP 컨텍스트와 동일한 TEID 2를 할당하도록 한다. 즉, GGSN(160)은 SGSN(140)으로부터 세컨더리 PDP 컨텍스트 생성 요청 메시지가 수신되면, 이에 대하여 새로운 TEID 2를 할당하지 않고, 기존의 프라이머리 PDP 컨텍스트에 대하여 할당하였던 TEID 2를 다시 할당하도록 한다. 이때 GGSN(160)은 수신되는 PDP 컨텍스트 생성 요청 메시지에 TFT가 포함되어 있는지의 여부에 따라 수신된 메시지가 프라이머리 PDP 컨텍스트 생성 요청 메시지인지, 세컨더리 PDP 컨텍스트 생성 요청 메시지인지 판단할 수 있다. 이는 TFT가 세컨더리 PDP 컨텍스트에만 포함되기 때문이다.The secondary PDP context activation process shown in FIG. 4 is a process of creating a GTP tunnel for secondary PDP context activation by reusing the GTP tunnel information due to the primary PDP context already activated. At this time, in the present invention, the secondary PDP context is activated by using the GTP tunnel that is already set according to the activation of the primary PDP context. To this end, the present invention allocates the same TEID 2 to the secondary PDP context as the primary PDP context. That is, when the
본 발명에 따른 GTP 터널 생성 과정을 설명하면 다음과 같다.Referring to the GTP tunnel generation process according to the present invention.
도 4를 참조하면, 이동국(100)은 제 401단계에서 SGSN(140)에 세컨더리 PDP 컨텍스트 활성화 요청(Activate Secondary PDP Context Request) 메시지를 전송한다. 세컨더리 PDP 컨텍스트 활성화 요청 메시지에 포함되는 파라미터(parameter)들로는 NSAPI, Linked TI, PDP 타입, PDP 어드레스, APN 및 QoS 등이 있다. 여기서, 세컨더리 PDP 컨텍스트 활성화 요청 메시지는 프라이머리 PDP 컨텍스트 활성화 요청 메시지와는 달리 Linked TI를 포함시켜 전송하는데, 이는 이미 활성화되어 있는 프라이머리 PDP 컨텍스트의 정보를 그대로 사용하기 위한 것이다.Referring to FIG. 4, in step 401, the
제 402단계 내지 제 405단계에 대한 설명은 도 2에 도시된 제 202단계 내지 제 205단계와 유사하고, 본 발명과 관계 없는 부분이므로 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.Descriptions of
제 407단계에서 SGSN(140)은 GGSN(160)에 PDP 컨텍스트 생성 요청(Create PDP Context Request) 메시지를 전송한다. 이때 SGSN(140)은 PDP 컨텍스트 생성 요청 메시지에 제1 NSAPI(Primary NSAPI)를 포함하여 전송하는데, 이는 제1 NSAPI 값을 참조하여 프라이머리 PDP 컨텍스트 정보를 사용할 수 있도록 하기 위해서이다. 제1 NSAPI 값은 이미 활성화되어 있는 프라이머리 PDP 컨텍스트의 정보와 일대일로 대응된다. 또한 SGSN(140)은 PDP 컨텍스트 생성 요청 메시지에 TFT를 포함하여 전송한다.In
SGSN(140)으로부터 PDP 컨텍스트 생성 요청 메시지를 수신한 GGSN(160)은 세컨더리 PDP 컨텍스트를 위한 메모리 공간을 확보하고 세컨더리 PDP 컨텍스트를 위한 QoS 및 TFT를 저장한다. 한편, GGSN(160)은 수신한 세컨더리 PDP 컨텍스트 생성 요청 메시지에 대하여 별도의 TEID 2를 할당하지 않고 프라이머리 PDP 컨텍스 트에 할당한 TEID 2를 재사용한다. 즉, 프라이머리 PDP 컨텍스트와 동일한 TEID 2를 SGSN(140)에 전송한다. PDP 컨텍스트 생성 요청 메시지에 대한 PDP 컨텍스트 생성이 정상적으로 완료되면, GGSN(160)은 제 409단계에서 SGSN(140)에 PDP 생성 응답(Create PDP Context Response) 메시지를 전송한다. 이를 통해 하나의 GTP 터널을 통해서 서로 다른 PDP 컨텍스트를 가지는 패킷 데이터를 전송할 수 있게 된다.Upon receiving the PDP context creation request message from the
다음으로, 이상과 같이 생성된 GTP 터널을 통한 패킷 데이터의 전송 방법에 대해 기술하도록 하자.Next, a description will be given of a packet data transmission method through the GTP tunnel generated as described above.
QoS Bandwidth의 관리에 있어서, 기존에는 GGSN(160)은 GTP 터널별로 대응되는 PDP 컨텍스트를 참조하여 QoS Bandwidth를 관리하며, quaranteed/non-guaranteed 서비스에 따라 shaping, dropping을 했는데, 본 발명에서는 이를 UpStream과 DownStream을 분리한다. 이들 중 Downstream은 종래와 동일하게 동작하게 된다. 그러므로, GGSN(160)은 DownStream에 대해서는 기존과 동일하게 프라이머리 PDP 컨텍스트 및 모든 세컨더리 PDP 컨텍스트들에 대하여 PDP 컨텍스트 별로 분리 관리하고, UpStream에 대해서는 세컨더리 PDP 컨텍스트를 위한 QoS Bandwidth를 프라이머리 PDP 컨텍스트에 합산하여 관리한다. 이는 UpStream용 TEID 2를 하나로 사용하기 위함이다. 다운스트림 트래픽과 업스트림 트래픽에 따른 GGSN(160)의 동작을 구분하여 설명하면 다음과 같다.In the management of QoS bandwidth, the
먼저 하기의 도 6을 참조하여 다운 스트림 트래픽에 대해 설명하기로 하자.First, the downstream traffic will be described with reference to FIG. 6.
도 6은 본 발명에 따른 도면으로, GGSN(Gateway GPRS Serving Node)에서 프 라이머리 및 세컨더리 PDP 컨텍스트에 따른 다운스트림 패킷을 도시하는 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating a downstream packet according to a primary and secondary PDP context in a Gateway GPRS Serving Node (GGSN) according to the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, 다운스트림 트래픽은 기존과 동일하다. 즉, GGSN(160)은 외부망에서 이동국(100)으로 가는 패킷이 수신되면 모든 PDP 컨텍스트들의 TFT를 확인하여 특정 PDP 컨텍스트를 찾는다. 패킷을 전송하기 위해 사용될 특정 PDP를 찾은 후에 GGSN(160)은 해당 PDP 컨텍스트가 가지고 있는 SGSN 어드레스 및 SGSN TEID, 즉 TEID 1dmf 이용하여 수신된 패킷에 IP/UDP/GTP 헤더(Header)를 붙여서 SGSN(140)에 전송한다.As shown in Figure 6, the downstream traffic is the same as before. That is, when the packet to the
다음으로 하기의 도 7을 참조하여 업스트림 트래픽에 대해 설명하기로 하자.Next, the upstream traffic will be described with reference to FIG. 7.
도 7은 본 발명에 따른 도면으로, GGSN에서 프라이머리 및 세컨더리 PDP 컨텍스트에 따른 업스트림 패킷을 도시하는 도면이다. GGSN(160)은 SGSN(140)으로부터 패킷 데이터를 수신하면 프라이머리 PDP 컨텍스트의 QoS에 있는 Bandwidth를 확인하면서 필요시 트래픽에 대하여 shaping, dropping을 하고 IP/UDP/GTP 헤더를 제거한 후 외부망으로 전달한다. 이때 프라이머리 PDP 컨텍스트와 모든 세컨더리 PDP 컨텍스트가 하나의 TEID 2를 이용하여 전달됨을 다시 한번 강조한다.FIG. 7 is a diagram according to the present invention, illustrating an upstream packet according to a primary and secondary PDP context in GGSN. When the
GGSN이 세컨더리 PDP 컨텍스트를 위한 TEID를 할당하지 않기 때문에 GGSN의 특정 사용자 트래픽 모듈에 기 설정되어 있는 컨텍스트 수와 상관없이, 하나의 이동국이 요구하는 모든 세컨더리 PDP 컨텍스트 서비스가 가능하다. 또한 GGSN에서는 실제 PDP 컨텍스트 설정 용량보다 많은 PDP 컨텍스트를 가질 수 있다.Since the GGSN does not assign a TEID for the secondary PDP context, all secondary PDP context services required by one mobile station are possible regardless of the number of contexts preset in a specific user traffic module of the GGSN. In addition, the GGSN may have more PDP contexts than actual PDP context setting capacity.
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